实验3：共射放大电路交流性能指标的仿真测量

实验要求：按测试程序要求完成本次实验所有实验内容，并撰写提交实验报告（电子版），附上每一测试步骤所对应的仿真结果截图（将截图按顺序粘贴在测试报告后即可）。

学习目标：能运用仿真软件正确测量共射放大电路的交流性能指标，加深对放大器工作原理和性能的理解，以利于在实际电路中更好地运用放大器。

测试设备与软件：计算机1台，Multisim软件或其他同类软件1套。

1. 放大电路放大倍数的测量

图1-53  放大电路放大倍数的仿真测量

① 按图1-53画好电路。

②先不接u_i（图中V2，下同），接入V_CC = +20V，调节R_B（图中R2，下同），使U_CE = 10V。

③ 保持步骤②，输入端接入f =1kHz、U_m=10mV（峰值）的信号源，并串接50W电阻（模拟实际信号源内阻）。

④ 保持步骤③，用多用表交流电压档（显示有效值）分别测量输入（b、e端）电压U_i和输出电压U_o的大小，并记录：

2. 放大电路输入电阻的测量

图1-54  放大电路输入电阻的仿真测量

① 按图1-54画好电路。先不接u_i（图中V2，下同），接入V_CC = +20V，调节R_B（图中R2，下同），使U_CE = 10V。

② 保持步骤①，接入u_i（f =1kHz、U_im=20mV或有效值U_i=14mV）。

③ 保持步骤②，在输入端串接电位器R₃，用多用表交流电压档（显示有效值）测量三极管输入端交流电压U_be。调节R₃，使U_be =0.5U_i=7mV。

④ 保持步骤③，双击R₃，读出R₃阻值即为输入电阻R_i值，并记录R_i =       。

3. 放大电路输出电阻的测量

① 按图1-55画好电路。

② 不接u_i ，接入V_CC = +20V，调节R_B（图中R2，下同），使U_CE = 10V。

图1-55  放大电路输出电阻的仿真测量

③ 保持步骤②，接入u_i（U_im =10mV）（图中V2，下同），不接电位器R₃，用多用表交流电压档（显示有效值）测量放大电路的开路输出电压U_o¢，并记录U_o¢=          。

④ 保持步骤③，在输出端接入电位器R₃。用多用表交流电压档（显示有效值）测量放大电路输出端交流电压U_o。调节R₃，使U_o =0.5 U_o¢。

⑤ 保持步骤④，双击R₃，读出R₃阻值即为输出电阻R_o值，并记录R_o =      。

结果表明，R_o值与R_C值                 （基本接近/相差很大）。

实验4：加法电路与积分电路的仿真测量

实验要求：按测试程序要求完成本次实验所有实验内容，并撰写提交实验报告（电子版），附上每一测试步骤所对应的仿真结果截图（将截图按顺序粘贴在测试报告后即可）。

学习目标：能运用仿真软件正确测量加法电路和积分电路，加深对运算放大器线性应用电路工作原理和性能的理解，以利于在实际电路中更好地运用运算放大器。

测试设备与软件为：计算机1台，Multisim软件或其他同类软件1套。

1. 加法电路的测量

① 按图2-23画仿真电路。

图2-23  加法电路的仿真测量

② 接入u_S1为2V的直流信号，不接u_S2。

③ 保持步骤②，测出输出电压值，并记录：输出电压幅值与输入电压幅值_________________（基本相等/相差很大），即电压放大倍数与R_f/R₁值_________________（基本相等/相差很大），且输出电压与输入电压相位_______（相同/相反）。（附截图）

④ 保持步骤③，将R_f改为2kW，测出输出电压值，并记录：输出电压幅值基本等于输入电压幅值的______________（0.5倍/1倍/2倍），即电压放大倍数与R_f/R₁值_______________（基本相等/相差很大）。（附截图）

⑤ 保持步骤④，将R_f改为1kW。

⑥ 保持步骤⑤，接入u_S2为5V直流信号，测出输出电压值，并记录：该电路_______（能/不能）实现输入电压相加[u_O=-(u_S1+u_S2)]，且输出电压与输入电压是__________（同相的/反相的）。（附截图）

⑦ 保持步骤⑥，改接u_S1为1V，5kHz的正弦波信号、u_S2为5V，500Hz的方波信号，用示波器DC端输入观察输出电压波形，并记录各波形。（附截图）

2.“积分电路的测量”，该实验内容与测试程序有以下几点：

① 按图2-24画仿真电路。

图2-24  积分电路的仿真测量

② 在C两端并接一个100 kW电阻（引入负反馈并启动电路，该电阻取值应尽可能大，但也不宜过大）。

③ 保持步骤②，接入u_S为1V，1kHz的方波信号，用示波器DC输入端观察输出、输入电压波形，画出各波形并记录：输入电压波形为        （正弦波/方波/三角波），而输出电压波形为        （正弦波/方波/三角波），因此该电路_______（能/不能）实现积分运算。（附截图）

实验6：甲乙类互补对称功率放大电路的仿真测量

实验要求：按测试程序要求完成本次实验所有实验内容，并撰写提交实验报告（电子版），附上每一测试步骤所对应的仿真结果截图（将截图按顺序粘贴在测试报告后即可）。

学习目标：能运用仿真软件正确测量功率放大电路，加深对其工作过程和性能的理解。

测试设备与软件：计算机1台，Multisim软件或其他同类软件1套。

实验内容与测试程序：

①打开Multisim软件，按图3-10画仿真电路。

图中VT₁（Q1）和VT₂（Q2）为互补对称电路放大管；V2为两管提供微导通偏置电压（1.4V），使放大管工作于甲乙类状态；V1为输入低频信号源；C1为耦合电容（通交隔直）；RL为负载。

② 使u_i = 0，用万用表（直流、电流档）测试两管集电极静态工作电流，并记录（附截图）：

I_C1=       ≈I_C2

结论：甲乙类互补对称电路的静态功耗相对于甲类而言_______（较小/仍较大）。

③ 保持步骤②，改变u_i（V1），使其f_i =1kHz ，U_im =10V，用示波器（DC输入）同时观察u_i，u_o的波形，并记录波形（附截图）。

结论：甲乙类互补对称电路的输出波形        （基本不失真/严重失真）。

图3-10  甲乙类互补对称电路的仿真测试

④ 保持步骤③，不接VT₂（Q2），用示波器（DC输入）同时观察u_i，u_o的波形，并记录波形（附截图）。

结论：此时晶体管VT₁（Q1）基本工作在        （甲类状态/乙类状态）。

⑤ 保持步骤④，不接VT₁，接入VT₂，用示波器（DC输入）同时观察u_i，u_o波形，并记录波形（附截图）。

结论：此时晶体管VT₂基本工作在         （甲类状态/乙类状态）。

⑥ 保持步骤⑤，再接入VT₁，用示波器（并拖动游标至波形顶点）测量输出u_o幅度U_om，计算输出功率P_o并记录（附截图）：

U_om=______，=        。

⑦ 保持步骤⑥，用万用表显示的电源提供的平均直流电流I₀（I_C1）值，计算电源提供功率P_V、管耗P_VT和效率h，并记录：

I₀=______，P_V=2V_CCI₀=_______，P_VT=P_V－P_o=         ，=      %

结论：甲乙类互补对称电路相对于甲类放大电路，其效率______（较高/较低）。

实验8：稳压电路的仿真测量

实验要求：按测试程序要求完成本次实验所有实验内容，并撰写提交实验报告（电子版），附上每一测试步骤所对应的仿真结果截图（将截图按顺序粘贴在测试报告后即可）。

学习目标：能运用仿真软件正确测量稳压电路和直流稳压电源系统电路性能和指标，加深对其工作过程和性能的理解。

测试设备与软件：计算机1台，Multisim软件或其他同类软件1套。

1. 串联反馈式稳压电路的测量

图4-24  串联反馈式稳压电路的测试

① 打开Multisim软件，按图4-24画仿真电路。稳压二极管取1N4370A；R₁的值为3.3kΩ；R、R₂的值为1kΩ；R_L的值为10Ω；VT取三极管2N5550；IC取理想运放。

② 按表4-5所列U_I电压值改变输入电压，并记录仿真结果。

表4-5  输入电压变化的结果（其他参数不变）

结论：当输入电源电压变化时串联式稳压电路        （可以/不可以）实现稳压作用。

③ 按表4-6所列R_L阻值改变负载电阻，并记录仿真结果。

表4-6  负载电阻R_L变化的结果（其他参数不变）

结论：当负载电阻变化时串联式稳压电路        （可以/不可以）实现稳压作用，同时，其最大可能的输出电流          （远大于/基本等于/远小于）简单稳压管稳压电路。

④ 按表4-7所列R₁阻值改变取样电阻，并记录仿真结果。

表4-7  取样电阻R₁变化的结果（其他参数不变）

结论，当取样电阻变化时串联式稳压电路        （可以/不可以）实现输出电压的可调作用，且取样电阻R₁与R₂的比值越大，输出电压        （越大/基本不变/越小）；输出电压的最小值为       ，________（基本等于U_z/与U_z相差很大），此时R₁=       ；输出电压的最大值为       ，当输出电压等于最大输入电压时，电路_______（仍可以/不可以）实现稳压作用。

2. 直流稳压电源系统完整电路的测量

① 按图4-25画出直流稳压电源系统电路的测量仿真电路。取电源变压器初次级电感值为370H:1H（变压比约为19.2:1），交流电源为220V/50Hz（其中220V为有效值）； R_L的值为100Ω；其余元器件参数见图中所示。

图4-25  直流稳压电源系统电路的测量

② 同时观察该电路的输入和输出电压波形，并记录（附截图）。

③ 用万用表直流电压档测量该电路输出直流电压并记录：

U_O=       V。

④ 用万用表交流电压档分别测量该电路输入与输出交流（纹波）电压分量（显示有效值）并记录：

输入纹波电压U_iR=     mV；输出纹波电压U_oR=     mV；纹波抑制比S_R=U_iR/U_oR=        =        （dB）。

⑤ 改变交流电源幅值为198V（有效值），即使得输入电压下降10%。用万用表直流电压档测量该电路此时的输出直流电压并记录：

U_O1=       V；。；

则电压调整率

⑥ 改变负载阻值，设置R_L为“open”（开路）状态，相当于R_L为无穷大，用万用表直流电压档测量该电路此时的输出直流电压并记录：

U_O2=       V；；

则电流调整率